阵湾水陂-水闸桥设计说明

阵湾水陂—水闸除险加固工程SⅣ-06-01第1页共4页PAGE阵湾水陂—水闸桥设计说明1．概况水闸位于，通过引水渠从阵湾水陂引水至电站，引水渠长约6km，引水发电后流入下游农渠灌溉。阵湾水闸是一宗具有灌溉、防洪、发电等综合效益的水利工程。阵湾水陂（水闸）工程于1984年冬动工兴建，1985年6月因工程费困难而停工，1986年10月继续施工，1988年12月阵湾电站投产发电。由于工程设计、施工受当时各种条件限制，设计标准低，施工技术力量薄弱，施工质量差，配套设施不完善，加上该工程由于长时间运行缺少维修养护，工程存在较为严重的质量安全隐患。为保障水闸加固工程的进行本工程拟在上游桩号L0+741处新建桥梁，桥梁总长70.08m，桥面总宽5.0m，净宽4.00m。2．设计标准及技术规范2.1设计标准1、设计荷载：公路－Ⅱ级2、标准桥梁宽度：4m+2×0.5m（防撞墙）=5m3、航道等级：无通航要求4、设计洪水频率：1/505、抗震设计：地震动峰值加速度等于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35S，抗震设防措施等级为6级2.2技术规范1、《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）2、《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01-2020）3、《公路工程水文勘测设计规范》（JTGC30-2015）4、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）5、《公路圬工桥涵设计规范》（JTGD61-2005）6、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）7、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）8、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）9、《公路交通安全设施设计规范》（JTGD81-2017）10、《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》（交公路发[2007]358号）11、《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）3.自然地理概况1、地理位置及交通条件拟建桥位于闸址区位于沟谷地带，地形起伏变化较大，桥位区附近有简易机耕道路达到河边，桥位区交通条件较差。2、地形、地貌闸址区位于沟谷地带，地形起伏变化较大，下游地面高程在200m～209m之间，水闸两岸为低山，坡度介于35°～55°之间，山体植被覆盖良好，主要乔木、灌木和杂草等。3、地层岩性本阶段勘察在拟建水闸轴线及上游共布置ZK1～ZK4等4个钻孔，详见“工程地质平面图”。根据勘探结果，工程区场地地基土按自上而下、由新至老的顺序依次简述如下：②卵砾石：主要出露于闸址区左岸，钻孔揭露层顶高程201.2m～203.6m，层厚2.1m～5.6m。灰红色、红褐色、灰白色，中密，饱和，主要由卵石、细砾等组成，亚圆形～次棱形，表层多为山坡碎石、砂砾，粒径多在5.0mm～50.0mm之间，强透水性。④-3弱风化粉砂岩：埋深2.1m～5.6m，层顶高程198.0m～200.6m，层厚8.2m～13.5m。红褐色、紫红色，岩芯呈块状、短柱状，部分组织结构破坏，碎屑结构，破碎，高倾角节理裂隙发育，锤击声稍脆，中等～弱透水性。右岸出露岩层产状245°∠63°。4、区域地质构造根据1:50万《广东省构造体系图》，在区域构造上，本区位于近南北向连阳～新兴经向构造带西南端，该断裂带走向近南北，向东倾向，倾角50°～60°，延伸350km，宽20km～50km，由一系列近于平行的主断裂及次级伴生断裂组成。断裂带分布有糜棱岩、角砾岩、硅化岩，具动力变质现象；有石英、锡、钨等岩脉侵入；沿断裂带有热泉规则排列出露。工程区位于君子山背斜南翼部，距闸区较近、规模较大的主要有近南北向的茶园圩断层和北西向的木拱断层，两条断裂近乎呈90°相交。该断裂位于水闸北侧约400m，距离较近，由于断裂使得岩体较破碎，裂隙较发育。根据1:400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），工程区的地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为Ⅵ度，场地土多数属中硬土～坚硬土，地震动反应谱特征周期为0.35s。受上述断裂构造的影响，区内附近岩石节理裂隙很发育，岩体完整性差。5、地震据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）对地震烈度的划分，桥位区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反映谱特征周期为0.35s。根据《公路桥梁抗震设计规范》（JTG/T2231-01-2020），拟建桥梁抗震设防分类为D类，桥梁抗震措施等级为一级，桥梁抗震设计方法选用为3类，应满足相关构造和抗震措施的要求，可不进行抗震分析和抗震验算。6、水文地质条件工程区属亚热带海洋性季风气候，全年湿热多雨。地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙水。裂隙水赋存于山边的基岩裂隙中，主要由降水入渗补给，以半山腰泉眼的形式向地表河流排泄。孔隙水主要赋存于粉质粘土层、卵砾石层中，富水性较好。孔隙水水埋藏浅，主要由大气降水和地表水入渗补给，旱季向地表河流排泄，水位随季节动态变化。地表水系主要为山间沟壑汇水，集雨面积超过12km2，多年沟壑平均流量0.8m3/s。在洪水期沟壑小溪水的水位高于地下潜水时，小溪向岸边松散沉积层输送水量，河流水位下降低于潜水时，岸边贮存的地下水、又逐渐回归河流。本次勘察取地表水进行水质分析试验，测试结果见表2.4-1。根据《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）附录L判定：地表水对混凝土均无腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋均无腐蚀性，对钢结构均具有弱腐蚀性。4主要材料1、混凝土1）水泥：上部构造应采用高品质的强度等级为62.5、52.5、42.5的硅酸盐水泥，同一座桥的预制梁应采用同一品种水泥；下部构造应尽可能采用中低强度等级活性较低的硅酸盐水泥如32.5、42.5级水泥。2）粗骨料：应采用连续级配，碎石宜采用锤击式破碎生产。上部构造碎石最大粒径不宜超过20mm，以防混凝土浇筑困难或振捣不密实。下部构造宜适当加大粗骨料的粒径，减少砼早期塑性收缩裂缝。3）混凝土空心板采用C40混凝土，桥面铺装层采用C40防水混凝土(抗渗等级为W6)，台帽、背墙、盖梁、抗震挡块、支座垫石采用C40混凝土，防撞护栏、桥头搭板、桩基采用C30混凝土。2、钢筋（材）1）普通钢筋：普通钢筋必须符合GB1499.1-2008《钢筋混凝土用钢第1部分：热轧光圆钢筋》和GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢第2部分：热轧带肋钢筋》的规定，本设计中HRB400钢筋主要采用了直径d=10、12、16、20、22、25mm等规格，HPB300钢筋主要采用了直径d=8、10、20mm等规格。2）钢板及钢管：采用Q235B钢，技术标准必须符合《碳素结构钢规范》（GB/T700-2006）的规定，选用的焊接材料应符合《非合金钢及细晶粒钢焊条》（GB/T5117-2012）及《热强钢焊条》（GB/T5118-2012）的要求，并与所采用的钢材材质和强度相适用，达到与母材等强度的要求。3、支座：采用四氟板式橡胶支座和板式橡胶支座，其技术条件应符合《公路桥梁板式橡胶支座》JTT4-2019的规定。4、伸缩缝：伸缩量不大于80mm时采用C型异型钢单缝式伸缩装置（C-40、C-60、C-80），其性能参数应符合《公路桥梁伸缩装置》（JT/T327-2004）的技术要求。5、其他1）圬工砌体：锥形护坡、护脚墙采用M7.5浆砌片石，片石采用MU30。2）桥梁结构混凝土耐久性的基本要求为：最大水灰比0.50，最小水泥用量300kg/m3，最低混凝土强度等级C20，最大氯离子含量0.15％。3）水泥、本桥所有材料质量的要求应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）的有关规定，并符合相应的国家标准。所有材料及标准件产品均应采用通过国家级或部级鉴定的产品，并应按国标部标要求进行抽样检验。5设计要点1、总体布置：本桥设计为5×13m整体现浇钢筋混凝土简支空心板桥，桥梁总宽5.0m，全长70.08m。2、上部结构设计：1）本桥上部结构采用现浇钢筋混凝土简支空心板结构。2）空心板结构体系为简支结构，按普通钢筋混凝土构件设计。3）上部结构设计计算采用平面杆系结构计算软件桥梁博士3.3计算，未考虑桥面现浇层参与结构受力。4）设计参数混凝土：重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量为E=3.25×104MPa。钢筋:弹性模量Ep=2.0×105Mpa。活载：公路—Ⅱ级，汽车车道数为1道，考虑汽车车道折减及偏载系数后的汽车横向分布调整系数为1.15。竖向梯度温度效应：按《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）规定取值。3、下部结构设计：本桥下部结构采用桩柱式台、桩基础,桩柱一体墩，桩基础。其基础深度根据《工程地质勘察报告》计算确定。4、附属工程：附属工程设计包括桥面铺装、伸缩装置、泄水管、搭板、栏杆等项内容，上部结构施工时应注意桥面系预埋件的设置。1）桥面铺装：空心板桥桥面铺装采用10~13cm厚C40防水混凝土，桥面横坡采用1.5%，桥面横坡由桥面铺装调整。2）泄水管：桥面在行车道两侧设间距为5m的φ10cmPVC管横向排水。3）护栏：桥梁外侧设置0.5m宽的防撞护栏。4）为减少桥头跳车，桥台后均设钢筋混凝土搭板，搭板设置方式均为平置，板尾顶面与路面基层顶面平，横向设于防撞护栏之间。6施工注意事项桥梁施工前应通读整个设计文件，对桩位坐标、结构各部尺寸及设计标高等进行全面复核，无误后方可施工放样。如有异议，应及时与设计单位联系。施工中严格遵循《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T3650-2020）和《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTGF80/1-2017)从严控制。1、上部结构施工1）一般要求①应通读所有设计文件，对有关设计标高必须与对应的几何尺寸及桥头接线平纵设计参数作进一步校核。②应注意结构整体施工，部分相关图纸需同时使用，有关预埋件及预留孔不得遗漏。③在设伸缩缝处，为保证成桥后桥面伸缩缝良好的使用状况，施工时注意板、梁施工时保证梁体间距及梁体与桥台背墙间距，并确保缝内无杂物。④为使桥面铺装与主梁顶板紧密地结合为整体，顶面必须拉毛，且用水冲洗干净后方可浇桥面混凝土。2）现浇钢筋混凝土简支空心板梁①板梁现浇混凝土的落地支架由施工单位根据施工组织设计要求自行设计，其强度、刚度、稳定性和平整度等均应满足JTG/T3650-2020的要求，支架基础周围须设置相应排水设施。②支架应有足够的强度、刚度和稳定性，必须进行预压（自重和施工荷载的110%），以减少支架变形，防止混凝土开裂，压重按板梁重的1.2倍计，预压荷载在简支板梁混凝土浇注过程中逐渐撤除。支架立模高程应计入预拱度和落地支架弹性、非弹性变形等影响，以确保板梁的设计标高。③混凝土浇筑，应先浇筑底板、腹板下梗肋，后浇筑腹板、顶板。接缝必须按《公路桥涵施工技术规范》的要求进行凿毛处理，并且必须用高压水枪冲洗干净后方可进行后续施工。④施工时必须保证模板支架的强度及刚度，上部空心板侧模与翼板底模须连成一体。⑤钢筋骨架及板梁顶底板受力钢筋接长时，宜避开受力较大处，并按施工技术规范要求接头错开布置。⑥因空心板内模尺寸较小人员无法进入，为方便施工空心板内模可不拆除。⑦混凝土强度符合设计强度标准值的100%的要求后，方可拆除所有支架。2、下部结构施工1）施工中注意各种预埋件的埋置。2）台帽及砼基础不得出现露筋和空洞现象，且注意焊接台帽钢筋骨架，所有焊接钢筋长度应符合有关规范规定。3）钻孔准备：护筒内径宜比桩径大至少20cm，护筒中心与桩中心的平面位置偏差应不大于5cm，护筒顶宜高于地面0.3m。4）钻孔：钻机与桩中心平面偏差不应大于20mm，钻进时应有详细记录，成孔后桩中心轴线偏位应不大于40mm，倾斜度不应大于1/150。5）所有桩基均需埋设无缝钢管作为声测管，以备成桩后进行质量检测，桩基不得出现夹层，更不得出现断桩。6）所有施工接缝处均应按规范进行凿毛，以便新老混凝土结合良好，每一道施工工序，均应注意预埋下一道工序所需的预埋件。7）桥台台身台后填料宜采用透水性较好的砂性土壤，水平对称填筑，分层夯实，其内摩擦角不小于35度。台后填料经夯实稳定后，方可浇筑桥头搭板。台后及台背填土长度顶面至少为桥台高加2m，底面至少为2m，填土压实度均不得小于96%。8）在桩基础施工时钻孔完成后应及时浇筑混凝土，避免长期暴晒或泡水，降低基岩自然强度。如现场实际情况与设计地质不符，与本院协商处理。3、全桥附属工程施工①桥面铺装前桥面应平整、粗糙、干燥，不得有尘土、杂物或油污。②桥面铺装施工顺序按从跨中向梁端方向分段浇筑。③伸缩装置安装是在全桥上部空心板梁支架拆除后才予安装，应根据伸缩缝预留槽口尺寸在